2022年海洋石油污染生物修复技术研究进展-畜牧渔业论文 .pdf

《2022年海洋石油污染生物修复技术研究进展-畜牧渔业论文 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年海洋石油污染生物修复技术研究进展-畜牧渔业论文 .pdf（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、海洋石油污染生物修复技术研究进展-畜牧渔业论文海洋石油污染生物修复技术研究进展郑向荣，吴新民，慕建东（河北省海洋渔业生态环境监测站，河北省海洋渔业资源与生态环境重点实验室，河北秦皇岛 066200 ）摘要：石油污染已成为海洋环境污染较为普遍的现象。我国近海油类含量超过一二类海水水质标准的海域面积已达到5.6 万 km2 。石油烃类污染物的毒性及其对生物的累积效应，导致环境质量下降、海洋生态系统失衡，对渔业环境和旅游资源造成巨大经济损失、对人类健康具有很大的潜在危害。本文概述了目前常用的海洋污染治理方法以及生物修复技术原理，着重介绍了微生物在海洋石油污染修复中的作用与应用研究进展。关键词：海洋；

2、石油污染；生物修复石油工业的迅速发展带来了许多环境问题。在原油开采、运输、加工等过程中，由于事故、不正常操作等原因，会引起石油的溢出及泄漏，使周围环境遭受严重的污染。据联合国有关组织统计，每年海上油井井喷事故和运输事故造成的溢油高达2.2 107 吨，大量石油瞬间溢出进入海洋环境，对海洋生态环境以及人类社会造成严重破坏1-2 。我国的海洋石油污染状况严重，全国每年直接排入近海的石油约10 余万吨，仅渔业损失每年就达数亿元。据全国海洋环境监测网监测，我国近海油类含量超过一二类海水水质标准的海域面积已达到5.6 万 km23 。为减轻海洋石油污染和保护海洋环境，除了加强对海洋石油开采和海上运输的管

3、理外，加强对海洋石油污染的治理以及污染受损海域生态功能修复越来越受精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页到广泛重视。 1 生物修复技术简介生物修复技术是指利用生物的代谢活动催化降解有机污染物，消除环境污染、恢复环境自然状态的过程。自然界中，由于海底溢油和浸润作用，每年有大量的石油溶进海洋，而这些石油主要是被海洋中存在的微生物所分解代谢，并形成了一些专以石油为碳源的微生物群，这些微生物群遍布海洋和陆地。在石油污染长期侵蚀的地区生长的专嗜石油微生物群比其他地区多出若干倍，这些自然的微生物群通过驯化或诱导可以用来治理石油污染。

4、海洋污染生物修复技术由此发展而来4 。 1.1 微生物降解石油原理微生物对石油烃类的降解实际是一种生物氧化过程。其主要代谢途径有如下几种：将石油烃分解为CO2 和 H2O ；将石油烃转化为微生物的生命物质，如蛋白质、核酸、氨基酸和多糖等；将石油烃转化为其他物质，如各种醇、苯酚、醛、脂肪酸等。由于微生物种类的多样性以及石油烃化合物化学结构的复杂性，生化降解的途径非常复杂。研究表明，石油烃被微生物降解的相对能力是：饱和烃芳香烃胶质沥青，在饱和烃部分中，直链烃最容易被降解；在芳香烃部分中，二环和三环化合物较容易被降解，而含有5 个或更多环的芳香烃难于被微生物所降解；胶质和沥青极难被微生物所降解5-6

5、 。 1.2 石油降解微生物能够降解石油的微生物有200 多种，分属 70 多个属，其中细菌40 个属7 。海洋石油降解菌广泛分布在油污海域里，在污染严重的海区，石油降解菌主要精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页富集在海水表面的油膜上，所发现的石油降解菌中革兰氏阴性菌的种类和数量比革兰氏阳性菌的多。海洋中能够降解石油的微生物还有霉菌和海洋酵母菌。一些石油降解菌以石油烃为唯一碳源生长，属于“专一性烃型”细菌，如食碱菌属（ Alcanivorax ）只能利用饱和烷烃及支链烷烃生长而不能利用任何糖或者氨基酸做为碳源；解环菌属

6、（Cycloclasticus ）只能利用芳香烃（萘、菲、蒽）；而嗜油菌属（Oleiphilus）和油螺旋菌属（ Oleispira ）只能利用脂肪族烃、烷醇及链烷酸酯 8-11 。另 外还 有一 些“ 非专 一性 烃型 ” 细 菌 ， 如 降 解 菲 、 苯 并 吖啶 的弧 菌属（ Vibrio ） 、 假 交 替 单 胞 菌 属 （ Pseudoalteromonas） 、 海 洋 单 胞 菌属（Marinomonas）和盐单胞菌属（Halamonas ）等 12 ，降解萘的葡萄球菌属(Staphylococcus)13，降解二甲基菲的鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和降解烷烃的

7、地芽孢杆菌属(Geabacillus)14。影响石油生物降解的因素取决于油的化学组成、微生物的种类和数量以及环境参数，如温度、营养盐、陆源污染物、盐度、海流、氧含量等15 。 2 海洋污染生物修复技术进展从 20 世纪 70 年代起，世界有关国家陆续开始石油烃的生物降解研究以及污染环境的生物修复技术研究，经过多年的努力，生物修复技术得到发展并进入实际应用阶段，成为一种经济效益与环境效益俱佳的解决石油污染的有效手段。实践表明，生物修复技术应用于石油污染的治理是可行的，特别适用于大面积的污染区域治理。生物治理方法一般分为本源微生物法和外源微生物法。外源微生物与本土微生物竞争不具优势，需采取特殊办法

8、使其能够大量繁殖并代谢石油污染物，外源精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页微生物法有可能造成治理区域的微生物群生态变化而引起学术界争议；本源微生物法一般采取两种方法，一是将本土嗜油微生物群经培养、驯化大幅度提高其降解石油烃能力后投放到需治理区域；二是改变治理区域的营养结构，刺激嗜油微生物群快速增长、繁殖以改善污染环境。 1989 年的美国 AlaskaExxoxValdez油轮溢油事件中首次大规模使用生物修复技术，并且收到良好效果。在石油污染区域投放微生物肥料EAP22JM ，促进本土嗜油微生物的快速繁殖，泄漏事故16

9、 个月后 60% 70% 的石油被降解。1991年运用菌剂AlphaBioSeaTM修复德克萨斯州溢油污染海岸线，运用菌剂 Tera ZymaTM在日本进行了重质原油污染场地的修复等均取得了成功16 。1992 年以色列开发了一种只被接种菌利用的肥料，该肥料不被大多数土著菌利用而对接种菌的烃降解活动有利，对生物修复很有效16 。我国从 70 年代起开始了石油生物修复研究并取得了进展，中国海洋大学杨仕美等用分子生物学、 Biolog生理生化鉴定、 PCR DGGE 技术进行高效生物菌种筛选、驯化、培养，优育出多种适用于海洋石油污染治理的生物菌群并进行了结构信息方面的分析研究17 ；中国海洋大学的

10、白洁教授进行了优势石油降解菌的筛选、最适生长条件的选择、对石油烃的降解作用、在污染环境修复中的作用等进行了系统研究，培育的混合菌株在实验室条件下、7 天对石油烃的降解率可达90%18 ；厦门大学在近海石油污染环境中筛选出高效、耐酸、耐高盐、适用范围广的菌株，构建了石油降解菌群，实现了吸油材料聚氨酯泡沫（PUF）对石油降解菌的固定化，提高了降解率；暨南大学金腊华教授等培养出的一株石油降解菌菌株降解率可达79% ，并对石油降解菌的碳纤维固定化做了大量系统的研究 19 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页研究表明：不同的菌

11、群、不同的石油质、不同的海洋区域、不同的季节，生物修复的结果不同，混合菌群的降解率高于单一菌株，不同区域的本源微生物对氮、磷需求的比例不同，综合治理效果好于单一模式。 3 展望我国在成为石油消费大国的同时，已经成为石油污染受害国，石油污染已经对相关产业及生态环境造成不可估量的破坏，为保障人民健康、保持海洋生态系统的良性循环、促进经济和社会的可持续发展，我国正逐渐加大石油污染整治的力度，随着生物修复技术的逐渐成熟，海洋生物修复技术在石油污染治理方面将逐渐成为核心技术，成为当今去除石油污染的主要途径。参考文献： 1 徐金兰 ,黄廷林 ,唐智新 ,等.高效石油降解菌的筛选及石油污染土壤生物修复特性的

12、研究 J.环境科学学报 ,2007 ，27(4):622-628 2 陈 建 秋 . 中 国近 海 石 油 污 染 现 状 、 影 响 和 防 治 J. 节 能 与环 保 ，2002(3):15-17 3 刘金雷 ,夏文香 ,赵亮 ,等.海洋石油污染及其生物修复J.海洋湖沼通报,2006(3):48-52 4 黄艺,礼晓,蔡佳亮 .石油污染生物修复研究进展J.生态环境学报 ,2009 ，18(1):361-367 5 苏国荣，牟伯中，王修林,等.微生物对石油烃的降解机理及影响因素J.化工环保， 2001,21 （4）：205-208 6 王庆仁 .土壤与水体有机物污染的生物修复与应用研究J.生

13、态学报，2001,21 （1）：159-163 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页 7 张士璀，范晓，马军英.海洋生物技术和应用（第二版）M .北京：海洋生物技术出版社， 1997 8KasaiY,KishiraH,SyutsuboK,etal.EnvironMicrobiol,2001,30246-255 9DyksterhouseSE,GrayJP,HewigRP ,etal.IntJSystBacteriol,1995,45116-123 10GauthierMJ,LafayB,ChristenR,etal.I

14、ntJSystBacteriol,1992,42568-576 11HedlundBP,GeiselbrechtAD,BairTJ,etal.ApplEnvironMicrobio,1999,65251-259 12MelcherRJ,ApitzSE,HemmingsenBB,ApplEnvironMicrobio,2002,682858-2868 13ZuangWQ,TayJH,MaszenanAM,etal,WaterSciTechnol,2003,47303-308 14MaugeriTL,GuglianndoloC,CaccameD,etal.SystApplMicrobiol,200

15、2,25450-455 15 牛炳旭 .细菌与石油污染的治理J.生物学通报， 2004 ，4（39）： 13-14 16 王建龙 ,文湘华编著 .现代环境生物技术M .北京 :清华大学出版社，2006 17 杨仕美、张翼霄 ,等，不同碳源富集的石油烃降解菌群结构的分析J.海精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页洋科学， 2009(8):87-92 18 白洁,崔爱玲 .石油降解菌对石油烃的降解能力及影响因素研究J.海洋湖沼通报， 2007(3):41-48 19 刘媚媚 ,金腊华 .一株石油降解菌的活性炭纤维固定化研究J.环境污染与防治， 2009(10):48-51 （收稿日期： 2012-10-09；修回日期： 2012-11-07）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页